焊接速度对Q&P980钢搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

通过搅拌摩擦焊接对Q&P980钢进行焊接,固定转速为400 r·min^(-1),焊接速度分别为50 mm·min^(-1)(低焊速)和600 mm·min^(-1)(高焊速),采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射、显微硬度和拉伸性能测试等手段对焊接接头的微观组织和力学性能进行了表征,研究了焊接速度对接头微观组织和力学性能的影响。结果表明:相较母材,接头整体残余奥氏体含量降低,搅拌区晶粒明显细化和均匀化,有大量马氏体生成;热影响区晶粒略微粗大,显微硬度降低。与低焊速接头相比,高焊速接头峰值温度降低,材料流动范围较窄,热力耦合作用减弱;热影响区宏观尺寸减小,残余奥氏体含量增加,显微硬度提高,接头具有更好的变形协调性,接头抗拉强度和伸长率分别从1074 MPa、6.0%提高至1268 MPa、15.3%。

焊后热处理对激光焊接DP980钢组织和性能的影响

采用SEM观察、硬度测试、拉伸试验等手段,研究了焊后热处理对DP980钢激光焊接接头组织与性能的影响。结果表明,DP980钢激光焊接接头中各区域马氏体相的比例存在明显差异:相对于母材,熔合区的马氏体比例更高,而热影响区马氏体比例明显下降,形成了明显的软区,降低了接头的力学性能。焊后热处理可以改善接头各区域的组织均匀性,有效消除软区,从而提高接头的硬度和强度,但接头的塑韧性降低。

搅拌摩擦热力耦合条件下Q&P980钢焊核区组织演变规律

采用搅拌摩擦焊接技术焊接Q&P980钢,研究搅拌摩擦高温和塑性变形综合作用对Q&P980钢焊核区组织演变的影响规律.结果表明,焊核区的组织演化受峰值温度、剧烈塑性变形和焊后冷却速率多因素协同调控.焊核区的峰值温度主要由搅拌头的旋转速度控制,旋转速度越大,焊接峰值温度越高;焊后冷却速率主要由搅拌头的焊接速度控制,焊接速度越大,焊后冷却速度越大,材料受到高温塑性变形的影响越小.当旋转速度控制在400 r/min时,随着焊接速度从50 mm/min增加到400 mm/min,焊核区组织演变规律为马氏体/铁素体/残余奥氏体→马氏体,晶粒尺寸逐渐粗化.当焊接速度控制在100 mm/min时,随着旋转速度从200 r/min增加到600 r/min,焊核区组织演变规律为马氏体/铁素体/残余奥氏体→马氏体→马氏体/贝氏体,晶粒尺寸逐渐细化.

980钢焊接节点疲劳试验

疲劳寿命与材料、节点形式、焊接工艺 ,以及应力应变水平有关。当交变应力水平超过材料的屈服极限时 ,疲劳试验载荷作用的频率对疲劳寿命将会影响很大。采用应变控制方式进行疲劳试验 ,可以降低载荷频率对疲劳寿命的影响。本文根据应力水平大小 ,分别在应力和应变两种不同的控制方式下完成了980钢板对接焊节点、T型焊接节点和大角度对接焊节点的疲劳试验工作 ,得到了980钢在一定焊接工艺条件下的应力—寿命和应变—寿命结果。为980钢焊接结构的疲劳强度设计提供了依据。

980钢超窄间隙熔化极气体保护焊研究

以厚板980钢为对象,进行了超窄间隙熔化极混合气体保护自动对接焊试验,并依据《JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定》国家标准,对980钢超窄间隙MAG焊接头进行了拉伸、弯曲和冲击试验,分析了显微组织、显微硬度和宏观形貌。结果表明,接头所有技术指标均满足国家标准要求,且焊接热影响区很窄,该区塑韧性损伤极小。

镀锌Q&P980钢电阻点焊接头液态金属脆裂纹的形态及分布

当某些固态金属或合金与特定的液态金属或合金直接接触时,在拉伸应力的作用下会出现强度与延伸率下降,以致提前失效的现象,这种现象被称为液态金属脆化.铁与液态锌接触时会出现液态金属脆化.对新一代高强热镀锌Q&P980钢板进行电阻点焊试验之后,在焊接接头表面发现了裂纹,裂纹内充满了锌金属,认为该裂纹的出现是由于点焊过程中镀锌层熔化,在应力的作用下使钢出现了液态金属脆化现象.液态金属脆化裂纹主要分布在电极压痕区的台阶及外周,且具有不同的深度及形态.

QP980钢低温韧脆性能的研究

通过仪器化冲击试验方法评价了第三代汽车用高强钢QP980不同温度下的冲击韧性,并获得了其韧脆转变温度。使用预应变模拟冲压成形过程,评价了塑性变形对其低温韧脆特性的影响。结果表明,塑性变形会降低材料的冲击韧性,提高韧脆转变温度,预应变水平越高,其低温韧性下降越明显。

基于不同单元类型的DP980钢辊弯成形仿真与回弹分析

运用常规壳单元和连续体壳单元对厚度为0.9mm的DP980钢板U型辊弯成形进行了有限元仿真分析,并采用动态结果导入静态算法的回弹方法,对模拟结果进行了精确的回弹分析。结果表明,相比实验结果,连续体壳单元在辊弯成形有限元仿真中的运算更加精确,仿真结果具有更高的形状和尺寸精度。并且在加入静态回弹分析后,分析结果与实验结果更加吻合,左右边腿成形角度误差仅为2.19%和1.52%。该方法对今后辊弯成形有限元仿真有较好的参考和指导意义。

980钢焊接接头在谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展

对 98 0钢焊接接头在谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为进行了初步研究。用 980钢焊接接头制成两种标准CT试件 ,裂纹分别开在焊缝金属上和焊趾处平行于焊缝方向 ,在两种谱载荷下进行了疲劳裂纹扩展试验。采用Wheeler模型进行谱载荷作用下裂纹扩展分析 ,得到焊缝金属的载荷延滞效应明显 。

980钢焊接结构工艺寿命的评估方法

疲劳寿命与材料、结构形式、加工工艺以及应力应变水平有关。焊接结构的疲劳寿命通常分为工艺寿命和使用寿命。工艺寿命考虑的是结构的制作工艺对疲劳寿命的影响 ;使用寿命则主要是考虑某特定的结构在一定的疲劳载荷作用下的耐久力。本文是在980钢试验结果的基础上 ,采用局部应力应变法所进行的一种工艺寿命计算方法。在进行结构设计时 。

热处理温度和冷速对DP980钢烘烤硬化性能的影响

采用Gleeble-1500D型热力模拟试验机对DP980钢在不同温度(750,850,950℃)下保温2min,然后以不同的冷速(10,20,50℃·s^(-1))进行冷却,之后进行变形量为0.2%和2%的预应变,再进行170℃×20min的烘烤硬化处理,研究了热处理温度和冷速对DP980钢烘烤硬化性能的影响。结果表明:DP980钢具有较高的烘烤硬化性能,烘烤硬化处理后,铁素体中析出很多尺寸为10～20nm的析出相;当热处理温度为750℃和850℃时,烘烤硬化值随冷速的增加先减小后增大;当热处理温度为950℃时,烘烤硬化值随冷速增加而先增大后减小;在相同的冷速下,烘烤硬化值受热处理温度的影响很大,且冷速越大,影响也越大;当热处理温度为850℃、冷速为50℃·s^(-1)时,烘烤硬化值最高,此时的组织为细小的马氏体板条和铁素体。

980钢加工表面疑似“裂纹”的分析与对策

在以980钢为母材的风洞柔板加工过程中,980钢加工表面出现了大量的疑似“裂纹”,为搞清楚疑似“裂纹”是什么,回答能否应用于在建风洞的问题,开展了材料化学成分检测、无损检测、金相研究、加工工艺研究、腐蚀研究、疲劳试验等工作,研究成果应用于改进后的加工工艺,消除了疑似“裂纹”,用980钢加工的柔板也成功应用于在建风洞。

QP980钢相变及力学行为研究

进行了QP980钢在不同变形模式下的力学性能和相含量测试。结果表明:QP980钢的应变诱发马氏体相变行为强烈地依赖变形模式。不同变形模式下相变行为的不同造成了微观组织成分的差异,最终导致了硬化行为的不同。板材变形过程与其微观组织转变相关,而奥氏体转变过程又依赖于变形过程的加载方式,材料力学行为具有宏微观耦合的特点。用传统的Mises屈服方程及等向强化模型不能很好地描述QP980钢的屈服行为,产生这种现象的本质原因是不同变形模式下马氏体相变的速度不同。与Mises和Hill’s 1948屈服轨迹相比,使用Verma屈服轨迹能更好地描述QP980钢在线性加载条件下的屈服轨迹演化规律。

基于应变受控Hopkinson拉伸试验的QP980钢相变研究

为了研究QP980钢在高应变率拉伸下的相变规律,在通常的Hopkinson拉杆装置入射杆和透射杆之间增加应变受控装置,根据试件应变预值设计装置尺寸,进行应变受控Hopkinson拉伸试验。利用回收试件进行X射线衍射试验,分析试件中应变对残余奥氏体体积含量的影响规律。分析发现QP980钢中残余奥氏体体积含量随着应变量的增加而呈非线性下降的趋势,结果表明,高应变率拉伸下残余奥氏体体积含量随着应变量增加的变化规律与准静态拉伸下的变化规律几乎一致。根据Olson和Cohen建立的马氏体相变动力学理论,结合X射线衍射试验结果得到了单轴拉伸下QP980钢中残余奥氏体体积含量和等效塑性应变的关系函数。

超高强QP980钢激光焊缝组织和性能研究

采用CO2激光焊对1.6mm厚第三代超高强钢QP980进行对接焊,对接头进行分析,结果表明,焊缝组织均匀,为马氏体组织,而激光焊接热影响区中近母材区域产生的回火马氏体,造成该区域硬度显著降低,出现热影响区软化;焊接接头存在轻微软化现象;焊接接头表现出良好的力学性能和成形性能,焊缝杯突开裂位置垂直于焊缝。

DP980钢板辊弯成形矩形管过程中的开裂行为

通过显微组织和微观形貌观察,分析了DP980钢板辊弯成形矩形管过程中的开裂行为。结果表明:DP980钢矩形管在成形过程中,其弯角部位近内表面处的塑性明显低于近外表面处的;弯角处裂纹起裂于内表面,由内表面向外表面沿马氏体堆簇部位扩展;裂纹始端呈穿晶扩展,始端断口呈现解理断裂特征,裂纹末端断口及人工断口呈现准解理断裂与韧性断裂混合特征。

基于Hopkinson拉杆技术的QP980钢动态力学性能研究

应用Hopkinson拉杆及改进后的中断试验技术,对QP980钢的动态性能进行了研究。通过X射线衍射试验测得0.001s^-1和800s^-1应变率下残余奥氏体体积分数的演化规律。分析表明与准静态相比,在800s^-1下QP980钢的高流变应力会加快马氏体相变的速率,导致均匀延伸率的下降;动态预变形的试样再次受到动态加载时会呈现出更高的流变应力。

ARAMIS光学应变测量在QP980钢板成形极限试验中的应用

成形极限曲线(FLC)是由钢板失效时的极限主次应变点描绘成的曲线,采用FLC可以精确评价高强钢QP980成形性能优劣,并可以方便地用在钢板冲压仿真分析中,但是成形极限试验传统的网格分析测量方式过程繁琐。ARAMIS光学应变测量系统配备双相机测量设备,采用数字散斑测量方式,可实现高精度实时测量变形,克服了传统测量方式的缺点。高强钢QP980因为强度高、延伸率较低,采用传统的检测方式不容易观察到临界失稳的状态。试验表明ARAMIS光学应变测量可以方便准确找到颈缩开始时刻,获得QP980试样失稳时的表面应变分布,采用截线法和时间相关法得到FLC。通过试样应变云图,可以进行应变路径分析,进一步观察高强钢变形特点。

温成形对QP980钢板力学行为及微观组织演变的影响

为避免产生“蓝脆”等缺陷并确定适宜的温成形温度,探究了不同成形温度对QP980钢板性能的影响,通过光学显微镜、扫描电镜、拉伸测试等方法,对其微观组织和力学性能进行研究,并对QP980钢板进行各向异性分析。结果表明:在平行于板材轧制方向(0°),QP980钢板在300℃拉伸时具备较高的强度和塑性,强塑积可达到38.526 GPa·%;在与板材轧制方向呈45°和90°方向的强塑积明显低于0°方向,但在300℃时材料各向异性最弱。这是由于α固溶体中过饱和碳的析出使铁素体含量增加,有利于协调硬相变形,增强材料塑性,且该温度下发生了下贝氏体转变以及过渡型颗粒状η-Fe_(2)C的析出,又可提高材料的强度。综合来看,QP980钢板在300℃时具备最优的成形性能。

铌元素对DP980钢断裂性能的影响与应用研究

为提升DP980钢的断裂韧性,对其进行铌微合金化,并采用CAE仿真技术对其力学性能进行评估。试验以含铌和不含铌的DP980钢为研究对象,对其进行准静态和高速拉伸试验。试验结果表明,铌元素能有效提高材料的断裂韧性,并且材料对应变速率不敏感,可使用Swift+Hockett-Sherby本构模型描述其应变硬化特性。结合DIC技术,进行DP980钢的R5缺口、R10缺口、纯剪切、拉剪切和中心孔拉伸试验以及杯突试验,发现材料的断裂性能对应力状态敏感。采用MMC断裂失效模型进行仿真模拟,结果显示模拟精度较高,说明该失效模型能够准确表征材料的断裂失效行为。对含铌和不含铌DP980钢防撞梁进行三点弯曲压溃试验仿真模拟,结果表明含铌DP980钢具有更优异的碰撞性能。研究结果为含铌高强钢材料和零部件的断裂失效以及整车碰撞仿真分析提供了参考依据。